高效水系灭火剂灭火机理依赖于4个主要机制：降低水的表面张力、独特的两亲性分子结构、快速降温形成和保持微泡、中断自由基链式反应。
（1）高效水系灭火剂可以把水的表面张力从72dyn·cm- 2降低到少于33dyn·cm- 2，该特点提高了普通水的灭火优势，表面张力的降低导致更小的水滴和微泡的形成，更小的水滴和微泡相当于更大的比表面积，火场中热量的减少是通过水滴和火的表面接触促进蒸发的热能吸收来实现的，增大比表面积使得相同体积的水与火场有了更多的表面接触，从而加快了水对热能的吸收。
（2）高效灭火剂中表活剂独特的两亲性分子结构，是一种两亲性表面活性剂，它具有一个极性端（亲水）和一个非极性端（疏水），并且两端之间有足够长的距离因而这两端可以相互独立的行动。该特点使得分子分布在水滴中特定的位置，极性端使亲水的非极性端不溶于水，导致了非极性端和燃料和辐射能的接触。



（3）快速降温，含有灭火剂分子的水滴看起来就像一个插了一个针的针垫子，当水滴集中在火上灭火剂分子充当了一个吸热设备，非极性端寻找热量传递给尾端吸收热量，一旦热量被传递到水滴中，极性端加热水滴，内部分子将其转变为蒸汽。这种变化过程使水吸收了大量的能量，从而导致了快速的降温。
（4）中断自由基链式反应：自由基是具有高能量的分子碎片自由基高速碰撞燃料，便能释放出热量和更多的自由基，这就建立了一种传播似的燃烧链式反应，高效灭火剂因为其高分子量，在碰撞的过程中吸收自由基的能量，从而抑制链式反应的发生，当燃烧系统的能量因为自由基的高能量吸收而减少时燃烧就停止。